یک مفهوم جدید در طراحی مدارات RF با استفاده از ترانزیستورهای سیلیکون بر روی عایق
محورهای موضوعی : انرژی های تجدیدپذیر
ندا پورداود
1
(
کارشناس ارشد/دانشگاه آزاد اسلامی واحد نجف آباد
)
آرش دقیقی
2
(
استادیار/دانشگاه شهرکرد
)
کلید واژه: ماسفت سیلیکون بر روی عایق با بدنه شناور, ماسفت سیلیکون بر روی عایق با اتصال بدنه, ماسفت سیلیکون بر روی عایق بدون پرش, اعوجاج هارمونیک کلی, نقطه تقاطع دامنه خروجی هارمونیک اصلی و هارمونیک سوم, تقویت کننده نویز پایین,
چکیده مقاله :
امروزه، ماسفت سیلیکون بر روی عایق، ماسفت قابل توجه پژوهشگران در مقیاس نانو می‌باشد. تفاوت این ماسفت با ماسفت بدنه تهی، وجود یک پرش بزرگ در پاسخ فرکانسی هدایت خروجی به دلیل وجود مقاومت بدنه مخالف صفر می‌باشد. دو پارامتر مهم که تحت تاثیر این تغییر رفتار هدایت خروجی قرار می‌گیرند عبارتند از: 1- اعوجاج هارمونیک کلی 2- نقطه تقاطع دامنه خروجی هارمونیک اصلی و هارمونیک سوم که از پارامترهای مهم جهت بررسی اثرات غیرخطی در مدارات فرکانس بالا می‌باشند. در این مقاله، رابطه‌ای جدید به دست آمده است که نشان می‌دهد با تنظیم دقیق ولتاژ بایاس درین و مقدار مقاومت بدنه (با تنظیم مکان قرارگیری اتصالات بدنه) می‌توان پرش هدایت خروجی را از بین برد. سپس با استفاده از نرم‌افزار شبیه ساز ادوات نیمه هادی، یک ماسفت سیلیکون بر روی عایق با اتصال بدنه با طول کانال 45 نانومتر ایجاد و روابط بر روی آن پیاده شده که نتایج به دست آمده با روابط کاملا صدق می‌کند. در انتها، یک نمودار مهم به دست آمده است که از روی آن می‌توان مقادیر ولتاژ درین و مقاومت بدنه را به گونه‌ای به دست آورد که اثری از پرش در پاسخ فرکانسی هدایت خروجی نباشد. در انتها، بهبود در مقادیر اعوجاج هارمونیک کلی (THD) و اعوجاج هارمونیک سوم (HD3) و در نتیجه مقدار نقطه تقاطع دامنه خروجی هارمونیک اصلی و هارمونیک سوم (IP3) در یک تقویت کننده‌ی نویز پایین (LNA) با استفاده از ماسفت سیلیکون بر روی عایق با طول کانال 45 نانومتر نشان داده می‌شود
Recently, there has been a growing interest in using SOI MOSFET as the device dimension shrinks to nano scale regime. The difference between SOI and Bulk MOSFETs is the presence of a transition in the output conductance frequency response due to the nonzero body resistance. Parameters affected by this transition include: 1- THD 2- IP3, two important figures of merits in the investigation of nonlinear effects in the RF circuits. In this study, a new relation is derived indicating that only by adjusting the body resistance, the transition can be minimized. Then, by the use of a device simulator, a 45 nanometer BC SOI is designed. The results of the simulation verify the derived relation. As a result, an important graph is depicted by which it is possible to select both drain voltage and body resistance in which there is no appearance of transition in the output conductance frequency response. Finally, the improvement in THD, HD3 and IP3 in a LNA by the use of 45 nanometer SOI MOSFET is presented.
_||_